Kuparivalimon valu-uunin loistehon kompensointi eri virtalähdekäytössä
Paavilainen, Eero (2016)
Paavilainen, Eero
Satakunnan ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201605015718
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201605015718
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tavoitteena oli analysoida Aurubis Finland Oy:n kuparivalimon valu-uunin eli kaksikouruinduktiouunin kulumista ja kulumisen vaikutuksia uunin sijaiskytkentään sekä laskea siihen liittyviä kompensointilaskuja kahdessa eri virtalähdekäytössä. Valu-uunin kuluminen muuttaa sen sähköisiä arvoja ja näin pienentää uunista saatavilla olevaa tehoa.
Opinnäytetyön tietoperustassa perehdyttiin aluksi sähkötekniikan eri käsitteisiin ja teoriaan, kuten sähkötehoon, loistehon kompensointiin, kompensointilaitteisiin, induktiokuumennukseen, induktiouuneihin sekä valimotekniikkaan. Tietoperustan jälkeen käytiin läpi toimeksiantajan toimintaympäristö ja laitteisto. Lopuksi analysoitiin uunin kulumista sekä kompensointia molemmissa sähkökäytöissä ja annettiin kehitysehdotukset laskelmineen molempiin tapauksiin.
Opinnäytetyö onnistui hyvin. Kehittämistehtävää pystyttiin analysoimaan kokonaisvaltaisesti ja kaikki annetut tavoitteet saavutettiin. Opinnäytetyön kehitysehdotuksia ja tuloksia tullaan hyödyntämään toimeksiantajalla sekä niiden perusteella tehdään muutoksia järjestelmiin. Kehitysehdotuksissa suunniteltiin ja laskettiin valu-uunin kulumisen mukaan säädettävä kompensointi molempiin sähkökäyttöihin. Pääsähkökäyttönä normaalituotannossa käytettävälle IGBT-muuttajalle suunniteltiin kolmiportainen lisäkompensointi ja sen häiriötilanteiden varalta olevalle varamuuntajakäytölle neliportainen kompensointi. Tuloksissa ilmeni, että IGBT-muuttajakäytössä virtakiskosto ei kestä lisäkompensoinnin tuomaa lisävirtaa, joten tuloksissa ehdotettiin kompensointiportaiden lisäksi vahvistuksia virtakiskostoihin. Varamuuntajakäytössä kompensointi suunniteltiin niin, että uuni- ja kompensointipiiri on aina parhaimmassa mahdollisessa tehokertoimessa olemassa olevilla kahdeksalla kondensaattoriparistolla. Tämän lisäksi ehdotettiin parannuksia varamuuntajakäyttöön muun muassa sähköturvallisuuden, mittaroinnin, sähkönlaadun ja käyttövarmuuden osalta.
Opinnäytetyön tietoperustassa perehdyttiin aluksi sähkötekniikan eri käsitteisiin ja teoriaan, kuten sähkötehoon, loistehon kompensointiin, kompensointilaitteisiin, induktiokuumennukseen, induktiouuneihin sekä valimotekniikkaan. Tietoperustan jälkeen käytiin läpi toimeksiantajan toimintaympäristö ja laitteisto. Lopuksi analysoitiin uunin kulumista sekä kompensointia molemmissa sähkökäytöissä ja annettiin kehitysehdotukset laskelmineen molempiin tapauksiin.
Opinnäytetyö onnistui hyvin. Kehittämistehtävää pystyttiin analysoimaan kokonaisvaltaisesti ja kaikki annetut tavoitteet saavutettiin. Opinnäytetyön kehitysehdotuksia ja tuloksia tullaan hyödyntämään toimeksiantajalla sekä niiden perusteella tehdään muutoksia järjestelmiin. Kehitysehdotuksissa suunniteltiin ja laskettiin valu-uunin kulumisen mukaan säädettävä kompensointi molempiin sähkökäyttöihin. Pääsähkökäyttönä normaalituotannossa käytettävälle IGBT-muuttajalle suunniteltiin kolmiportainen lisäkompensointi ja sen häiriötilanteiden varalta olevalle varamuuntajakäytölle neliportainen kompensointi. Tuloksissa ilmeni, että IGBT-muuttajakäytössä virtakiskosto ei kestä lisäkompensoinnin tuomaa lisävirtaa, joten tuloksissa ehdotettiin kompensointiportaiden lisäksi vahvistuksia virtakiskostoihin. Varamuuntajakäytössä kompensointi suunniteltiin niin, että uuni- ja kompensointipiiri on aina parhaimmassa mahdollisessa tehokertoimessa olemassa olevilla kahdeksalla kondensaattoriparistolla. Tämän lisäksi ehdotettiin parannuksia varamuuntajakäyttöön muun muassa sähköturvallisuuden, mittaroinnin, sähkönlaadun ja käyttövarmuuden osalta.